3 3第二章 飞行原理 2.1 飞行环境 2.1.1 地球与引力场 地球是宇宙中的一个天体，太阳系的九大行星之一。它的形状近似一个椭球体，长半轴（赤道半径）6378.16公里，短半轴（极半径）6356.85公里。地球的质量为5.976×1024公斤，平均密度为水的5.5 倍。地球绕太阳公转一周的时间为365.25 天，绕自身的极轴自转一周的时间为23 小时 56 分 4.1 秒。为了天文学、地学和航天技术研究工作的方便，通常用一个标准的旋转椭球或圆球逼近同质量的地球，称为标准地球。世界各国都规定了本国的标准地球参数，我国在 1985 年 10 月发布的标准地球参数见表 2-1。 表 2-1 我国规定的标准地球参数 参 数 名 称 符 号 单 位 数 值 地球赤道半径 d m 6378140 地球扁率的倒数 1/α 298.257 地球自转角速度 ω rad/s 7.292115×10-5 地球引力常数 GM m3/s2 3.986005×1014 地球平均半径 Rm m 6371004 根据万有引力定律，任何两个物体之间存在相互吸引力，引力大小与两个物体质量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，即 221rmmGF = （2.1） 式中 F —— 物体间的吸引力； m1，m2 —— 分别为两个物体的质量； r —— 两个物体间的距离； 3 4G —— 万有引力常数，G=6.67×10-11N·m2/（kg）2。 因此，地球表面上的物体与地球间的吸引力为 RmGMF2= （2.2） 式中 GM —— 地球引力常数； M —— 地球的质量； m —— 物体的质量； R —— 地球的半径。 当物体离开地球表面时，随着高度的增加，所受到的地球引力就要减小，但只要距离地球不是无穷远，总要受到地球引力的作用。要将航天器送入宇宙空间，首先要克服地球的引力。 考虑地球的自转，相对地球静止的物体还产生离心惯性力，物体的重力就是地球引力和离心惯性力的合力。地球并非一个均质的圆球，地球各部分的密度也不相同，因此，同一物体在不同地区所受的重力也不相同。 2.1.2 地球大气环境 地球大气是指在地球引力作用下，在地球周围形成的气体包层。大气随地球一起运动。大气层总质量的80%集中在离地球表面 15 公里的高度以内，总质量的 99.9%在 50 公里高度以内。在 2000 公里高度以上，大气极其稀薄，逐渐向行星际空间过渡，没有明显的上界。如果以空气密度接近于星际气体密度作为大气上界的标准，根据人造卫星探测得到的数据，可认为大气的上界为 2000～3000 公里高度。 按 照 不同高度不同的...
